裹包机横封装置设计论文（含全套CAD图纸）

1、摘要食品包装机械，是指能够完成全部或部分的产品和食品包装过程的机械，包装的过程 有填充物料、裹包、封口等主要工序，以及与之相关联的前后工序，如清洗、堆码等。此 外，包装还包含计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装的产品可提高生产效率，减 轻劳动的强度，适应大规模生产需要，且满足清洁卫生要求。目前国内生产的设备大多是 对国外进口设备的简单仿制，同时我国的包装机械产品也普遍存在质量的不好、性能单一、 成本较高、技术含量较低的状况。因此对食品自动包装机械关键部件的深入研究，对原理、 功能、结构、运动等分析，提供结构简单可靠、自动化程度高、操作方便、用途范围广的 包装机很有必要的。木文在分析方便面自

2、动包装机的包装工艺和使用要求的基础上，通过对关键部件的理 论分析，提出一种实用、简单的横封机构，实现了根据薄膜厚度不同自动调节加热时间和 温度的功能，并冃对方便面包装机封切机构的机构，工作原理及各组成部分功能做了较为 详细的研究和设计，对关键部分提出完整的设计方法和造型设计，旨在满足市场需求，推 动企业创新步伐。本文借助fug、cad等软件分析运动规律和结构设计，这种利用计算机辅助设计和 分析的方法，可以应用与其它类型包装设备的设计和分析中。关键词：包装机械；封切机构；包装工艺；机构设计abstractfood packaging machinery is able to complete a

3、ll or part of the products and food packing process machinery, packaging process, including filling, wrapping, sealing and other major process, and the associated processes before and after, such as cleaning, stacking, and demolition. in addition, the packaging also includes a measurement or on the

4、package stamped and other process. the use of mechanical packaging products to increase productivity, reduce labor intensity, to meet the needs of the large-scale production, and meet the requirements of hygiene, at present 、 domestic equipment is mostly a simple imitation of the imported product. a

5、lso, prevalence of inconsistent quality, and performance of a single, high cost, low technical content and packaging machinery products in china situation. therefore, in-depth study of the key components of food-automatic packaging machine, the principle, structure, movement， functional analysis. pr

6、ovide a simple and reliable structure, convenient operation, high degree of automation is necessaiy to use a wide range of packaging machines.this article based on analysis of instant noodles, automatic packing machine packaging technology and use requirements. by means of the theoretical analysis o

7、f the key components, propose a practical, simple cross-seal mechanism, realized the fiinction automatically adjusts the heating time and temperature according to the film thickness, and instant noodles packaging machine sealing and cutting to the structure, working principle and part of the functio

8、nal to do a more detailed study and design. the key components of a complete design methodology and design, designed to meet the market demand, to promote the pace of business innovation.in this paper, using the autocad, ug such as movement of software analysis and structural design, such as the use

9、 of computer-aid design and analysis methods can be applied to other types of packaging equipment design and analysis.key words: packaging machinery； sealing and cutting institutions； packing technology； mechanism design目录摘要iabstract ii1绪论11. 1课题的来源11.2本课题设计的目的意义11.2. 1设计的目的及研究的内容11.2.2设计的意义11.3本设计的

10、发展方向与存在的问题21.3. 1设计的方向21.3.2设计存在的问题21.3.3研究的内容和方法22总体方案设计42. 1主要组成结构42. 2主要技术参数52.3横封装置的工作原理62.4横封的工艺要求72.5适用范围83传动机构设计83. 1偏心链轮83. 1. 1偏心链轮运动规律的分析93. 1. 2计算设计103. 2齿轮的设计124横封装置设计164. 1弹簧的选择164.2热封头的设计 184. 3轴承的设计184. 3. 1轴承的选择184. 3.2轴承的润滑及密封 194.3轴的设计与计算195使用和维护保养 255. 1安全操作规程 255.2封口质量的调整255. 3常见

11、故障及排除方法255. 4维护清洁与保养256三维软件的应用276. 1三维软件的介绍276. 2 cad 模块276.3 ug在横封装置设计中的使用277结论与展望317. 1结论317.2不足之处及未来展望31致谢32参考文献331绪论1.1课题的来源随着市场经济的发展，人民生活水平的不断提高，包装机械工业在国民经济屮所占作 用和比重也越来越大。一方面显示出工业化生产发展的高速，另一方面乂显示出人们在追 求商品质量的同时，对商品的包装要求也越来越高。这一切为推动包装机械行业带来了巨 大的动力。综观卅界范围来看，包装机械工业是一个市场潜力巨大的新兴产业，尤其是 在最近几年发展极其迅猛，已经在

12、各国国民经济中占用重要的地位。它可以提高劳动生产 效率，改善生产的环境，降低生产的成本，提高商品的档次，增加商品的附加值，从而增 强商品的市场竞争力、社会效益和经济效益。目前，美国、日本、德国、意大利是世界包 装机械的四大强国，这些国家生产的包装机械产品品种多、数量大，在国际市场上有着较 高的占有率。目前包装机械发展的总趋势是发展重点趋向于能耗低、结构紧凑、重量轻、 占地空间小、效率高的产品包装机。这在国外体现为现代化先进包装机械的高新技术，他 们将机械技术与微电子技术和信息技术结合，开发数字化、智能化、柔性化的新型包装机 械产品。在国内，包装机械行业的发展趋势是在引进、消化、吸收的基础上，已

13、经有一定 创新，产品的科技含量在不断的提高，这些包装机械产品正在向机电结合、主辅机结合、 成套连线的方向发展。但是，包装机械产品在开发的过程中也存在一定的问题，主要是如 何面对国外企业及外资企业的竞争，如何根据中国的国情，提高产品的“三化”水平，做到 牛产的高速化，包装产品规格的多样化，提高产品的可靠性及如何使食品和药品的包装机 达到无菌化。而这些需要我们抓紧包装机械的研究，不断的开发新的技术，这样才能加快 国内包装机械技术的提升。1.2本课题设计的目的意义121设计的目的及研究的内容商品包装是一个朝阳行业，是在市场竞争日趋激烈、商品经济日益繁荣的新形式下， 逐步成长起來的。在商品的流通过程屮

14、，袋装商品的包装要求主要有两个方面，一是要求 包装美观，以便吸引顾客，并保证商品在流通中包装袋不会出现任何形式的破损。其二是 要求包装袋内的商品要计量准确，误差要小（包装机械行业的标准要求计量误差要小于 5%o）,以便维护商品生产厂商的信誉和形象。因此商品包装的精确计量，是包装行业内时 刻关注的一项重要课题。1.2.2设计的意义目前市场上的包装机种类繁多，性能各异，面对品种繁多的商品自动化包装的要求， 这些设计方案都需要改进。我国的包装机械工业自上世纪90年代以来的发展成绩显著， 在引进、消化、吸收的基础上已经自行研制和开发产品，且有部分的出口。但是，我国的 包装机械工业的整体水平还比较差，有

15、的产品只能达到发达国家90年代末期的水平，但 数量极少。从总体上来看，我国包装工业水平处于世界的落后地位，而作为包装机械中重 要产品的枕式包装机在日常牛活的需求上也越来越突出，无论是从药品包装还是从食品包 装上，它都充当着十分重要的角色。因此，如何能生产出现代化的食品包装的质量乃至提 高人民物质生活需求水平上具有重要的意义，尤其是作为世界上人口最多的发展中国家来 说，提高食品包装机的性能对解决众多消费者对商品庞大的需求，提升国民经济生产总值, 提高人民的生活水平上来说意义极其重大。同时，对提高我国在枕式包装机横封包装机械 甚至包装机械行业方面具有十分积极的作用。1.3本设计的发展方向与存在的问

16、题1.3.1设计的方向应用于连续制袋式袋装机上的横封机构有如下一些工艺要求应满足，一是横封器的热 封件与连续运动着的包装料袋热封瞬时应有相同的线速度。这点若不能满足,热封时就可能 造成封口部位起皱、拉伸过度，甚至断裂；二是袋长规格变化时，横封器热封件回转半径不 变下经调节有关部位能得到所需热封线速度。对此，要求横封器在工作中用不等速回转机构 带动，袋装机上常用偏心链轮及转动导杆机构作横封不等速回转机构。1.3.2设计存在的问题枕式包装机由于包装机械动作频繁而复杂，执行元件也较多，如果采用传统继电器控 制的电路则会导致设备的故障率较高、动作不精确、包装质量也不稳定，停机维修的时间 多等缺点，因此

17、，研发包装机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要 途径。此外，跟国外包装机的设计水平相比，我国的包装机设计虽然品种繁多，但是适 应面小，基本上只是针对单一品种和单一定量的商品包装，面对品种多样的商品自动化包 装要求，跟不上包装形式，此外，由于其标准化、通用化水平低，其生产成本相对偏高。 这些都是需要在以后的包装机设计中着力解决的。1.3.3研究的内容和方法本次毕业设计主要就枕式袋装机横封包装装置及其传动系统的设计进行研究，并对其 运行的流程、工艺方案、参数的设定、设备的选择及结构和零件的设计做详细的说明论证。按照一般枕式袋装机横封包装机执行的标准，由以下几个方面进行研究：（1）

18、枕式袋装机横封包装机的应用范围指其包装不同产品的能力，包括所能包装的产品的类型与所采用的包装材料的种类, 一般来说，缩小应用的范围，可以简化机器的结构、降低成木、提高生产效率、易于实现 生产自动化。反z,增加功能、扩大应用范围，则可以一机多用、减少占地面积、有利于 扩大机器的批量制造，但结构复杂、成本较高。（2）包装质量和生产率 包装质量影响包装质量的因素有许多，它既与被包装产品、包装材料性能及所用的包装技术的 方法有关，也与包装机的质量及其使用的条件和操作者技术的熟练程度有关，就包装机而 言，主要考虑以下的几个方面：a.包装成品的质量其一是包装工序完成后的质量，比如热压后的紧密程度、计算精

19、度、封口的牢度及密封性；其二是包装的过程对包装质量的影响，比如被包装的物品和包 装的材料由于受到摩擦、振动以及环境的污染等机械和化学的作用，对包装的内在和外观 质量的影响，在任何情况下，对质量的影响都不应超过其允许的程度。b.包装物料和包装材料的损耗在机械包装的过程中，由于片状、块状物料的损坏， 粉状、颗粒状物料的飞扬及散落，包装材料的撕裂及破损，以及缺少自动控制所引起多于 供料、包装不良等原因所造成的各种损耗，通常是难以完全避免的，因此应从包装的工艺 设计、机构的选型，结构的设计、自动控制及制造精度等方面综合采取有效的措施，以便 降低这些损耗，提高商品包装的正品率。 生产效率常用的是计件的生

20、产效率，即单位时间内所生产的包装商品的件数，又称为理论生产 效率。在实际生产过程中，开机前后的准备和结束的工作时间，添加包装的材料以及发生 故障吋所造成的生产停歇的吋间，及出现空位与废次品等的损失时间总是难以避免的，因 此，实际的生产率总是小于理论的生产率。因此，有的工厂为了管理方便，通常用一个工 作的班次内所能包装的产品数量或质量来表示包装机的生产效率。提高生产效率的主要措施有缩短辅助的操作时间，分散包装的工序、增加执行机构的 头数、合理拟定执行机构运动规律及提高制造的精度等。 自动化及自动控制现代化科学技术的发展为包装机械的自动化及自动控制提供了先进的技术手段，同时 也对其提出了更高的要求

21、，在确定设计的包装机的自动化程度及自动控制方案吋，应根据 具体的情况区别对待，既要尽可能的采用先进技术，赶超国际的先进水平，又要结合我国 的国情，讲究经济效益，以及便于推广应用。(3) 制造及维修在满足使用要求的前提下，应尽可能的使制造和维修方便，可以采取以下方面的措施: 装机的系列化、零部件的通用化和标准化程度 提高“三化"的程度是我国的一项重 要的技术政策，也是包装机械的一个发展趋势。 结构的工艺性 机械的结构工艺性是由零件的机构复杂程度、加工表面的数量、 精度的要求、对制造单位的适应能力、零部件的可拆性与标准化、通用化的程度等来评定。 结构的工艺性差，不但使制造的成本增加，而且

22、还使制造维修的周期延长，其至难以达到 预定的加工要求。(4) 操作条件及工作的可靠性枕式袋装机横封包装机的操纵、装卸物料、排除故障及维护保养等工作应省时、省事 和省力，被包装的物品规格发生变化时，有关工作部件的调整或更换也要迅速方便。另外, 还需要有安全的措施，如防止误过载保护、故障报警、自动停机等。工作的可靠性是评定包装机质量的一项重要指标之一，如果可靠性低，则必然会降低 机器生产的效率，增加操作的困难，这对组成包装自动线的包装机应相当的重视。(5) 经济性和其它在设计吋要考虑经济性的问题，这就要求制造的成本低，功率消耗要少，使用的寿命 长，运输、安装、维修方便及生产率高。另外，包装机的占地

23、面积要小，外形要美观，这与操作条件、机械机构、产品的销售都有密切关系。 美丽的外观和协调的色彩可以提高市场的综合竞争能力。2总体方案设计2.1主要组成结构图2.1横封装置机构包装机横封装置用于薄膜包装袋的横向热融封合，在热封的同时起到分切包装袋的作 用。当然，有些包装机设有独立的分切装置，但采用横封同时分切的方式是连续式自动制 袋装填包装机的共同趋势。因为横封切断合二为一不但简化了传动机构，而r对有色标薄 膜带的分切更准确，封切质量更高，生产效率更高。该装置主要结构组成有调节机构、加 热机构、封切机构、传动机构、轴向固定机构等。2.2主要技术参数包装机的主要参数如下：表2-1包装机技术参数项l

24、i参数总功率（千瓦）3.2主电机功率（千瓦）1加热功率（千瓦）2包装速度（袋/分）10120成袋尺寸（毫米）160210（长），50160（宽），535（高）机器净重（千克）440封口压力（牛顿/平方毫米）15成袋合格率>97%2-3横封装置的工作原理186图2.2横封装置装配图热封是回转轴2和6上的热封头13和16在回转过程中完成的，同时装在热封头上的 切断刀14和15也完成袋与袋z间的分切。热封运动是由链轮4传入的，主动齿轮3为便 于调整和过载保护，用锥面与轴2联接，从动齿轮5为控制啮合侧隙，采用两片组成。每 个热封头内一般装有两个电热管。温度的控制是由装在热封头内的热电偶测温探头得

25、到测 温信号，然后由温度控制仪实现对热封温度的自动控制，加热电流由轴2和6的端部分别 装有的滑环9和电刷10输入的，而测温信号是轴6右端的滑环7及电刷传出的，两轴分 别装在可以浮动的轴承架11和20 ±,以便改变包装厚度时，调整封切的中心位置。螺杆 12和螺栓19的变动量可由指针18和标尺17指示。热切的压力由轴承架20上部的弹簧 21调节。2.4横封的工艺要求根据包装工艺要求，横封吋必须满足如下要求：(1) 速度同步在横封过程中，从横封头接触的袋筒开始，到横封头完成横封脫离包装袋为止，都要 求横封头的线速度在袋筒运动方向上的分量和袋筒的运动速度相等，否则，横封头在横封 时会出现封口

26、部位起皱或拉长，甚至出现断裂或碰坏包装袋等不良现象。(2) 横封头的不等速转动由于横封时，要求横封头在袋筒运动方向上的线速度和袋筒的运动速度和同，所以横 封头必须作不等速运动，此外，工作中的横封头是处于高温状态(温度高于100°c)。为了 防止包装材料发生过热现象，应使横封头在横封动作一结束，就快速让开，所以横封头也必须作不等速运动，常用的不等速机构有偏心链轮机构和转动导杆机构。(3) 速度的无极可调当包装机的生产能力和包装袋袋长规格变化时，由于横封头的回转半径不能调，所以 只有改变横封头的回转速度，既横封速度的连续可调。2.5适用范塑料袋封口机适用于聚乙烯或聚丙烯单层薄膜。聚乙烯或

27、聚丙烯为内层的聚桂复合薄 膜塑料袋等复合软包装袋的封口制袋。因具有连续封口的特点，可以制成各种规格尺寸的 包装袋，且可在各种包装流水线上配合使用。塑料袋封口机应用于食品、饮料、医药、水 产、土特产、日用化妆品、服装、电子元件、小五金、化工等产品的包装封口。广泛应用 与工厂、商店、零售部门，服务性行业及科研军工等各行各业。3传动机构设计3.1偏心链轮偏心链轮机构是一种不等速的机构，。通过对偏心链轮不等速机构的调节，可以使连 续式袋装机的横封器可以满足以下的一些工艺要求：热封时，热封头与连续运动着的袋筒 要具有同步的线速度，否则，封口部位就会可能发生起皴或者拉长甚至断裂等不良的现象, 当袋长的规格

28、有变化时，尤其应当注意这一点。3.1.1偏心链轮运动规律的分析偏心链轮机构工作原理见图3.1。设。、。2分别为主、从动链轮的冋转中心，中心距oo2 = l9节圆半径qa = o2b = r； 主动链轮的偏心距0角速度为©，若某瞬时的角位移为&,从动链轮的角位移为0,主动轮的节圆上任意一点a转到与链条相切时，则a点瞬吋的线速度为乙, 吟=co（ao（ao为该瞬时a点的回转半径），设它与链条同向的分速度为乙，乙与的（3）(3.2)夹角为0,则其值:v4 = cos(3 = ©a0| cos(3el sin 0j/ + zr 2el cos &由图3.1可见，同一

29、根链条在张紧时a、 3两点的线速度相等，即= o)r = o)q/? +elsin 0j/ + z? -2幺厶cos&所以:co1 +elsinoryje2 + a2 -2lcos(3.4)(36)上式表明，当主动偏心链轮以©等角速回转时，则从动轮作变角速转动。调解选用热合瞬时的&角，使其中偏心距£、链轮半径及两轮回转中心距厶不变的 条件下，根据输出的角速度q，找到相应的主动轮瞬时转角0,可见，当袋长变化时应先 打开不等速回转机构输出轴到横封器输入轴间的从动链。调节主动链轮的偏心距也可以达到改变输出角速度，满足热封的需要，这是利用特性 曲线两个极值点作为专门

30、热封点，偏心距的改变会使输出的极大的角速度在 -5(1+ £/?)©之间；也可使输出的极小角速度在©(i-£/&©之间，同吋，速度极限 角q、$分别有龙/2、3龙/2靠拢的微小变化，袋装机在规定袋长范围内，偏小规格利用弘m 的极点进行热合，偏大规格利用©涿这一极点输出角速度进行热合。如果将经过换算后的袋长值刻在相应的偏心距标尺上，只要调节偏心距到预定的袋长 刻度距到预定的袋长刻度上，并加以固定，就可以立即使用。这种方法调整方便，得到了 广泛应用。这种机构就是可调式偏心链轮，见图3.2偏心兰这*图3.2偏心链轮简图3丄2计算设计

31、设计可调式的偏心链轮机构要求能够适应袋长的尺寸在150-170mm范围内，其设备的 生产能力为40120袋/分，本论文设计选用的偏心链轮齿数z=31,模数m=4,设计计算 如下所示：确定链轮节圆的半径。查询文献2得到公式：r'=丄 pcos(3.5)2 z其中：p = m/r = 4x3.14 二 12.56 mm代入上式得:r =x 12.56 加加xcos= 62.8 mm231(1)确定不同的袋长对应的偏心距刻度值。已知袋长最小值和最大值/= 160 mm, /max = 210mm,所以平均袋长:厶严+ (ln + /q 冷 x (160 + 210)二 185呦查询文献2得到

32、公式：偏心距为：efl =(1-)/?,式中：/ = 1,2,3, -(3.7)(3.8)(3.9)当( =160,170,180,m时，将求得的值代入可得表31表3-1袋长与偏心距袋长i： / mm160170180190200210偏心距efi / mm8.495.091.70-1.70-5.09-8.49(2) 确定主动链轮的最大偏心距。最大偏心距是最大或最小袋长所对应的绝对值，即：?max = 8.49mm,(3) 横封头回转半径。热封头数取q = 2,查询文献2得到公式：二笙=2x185 =58 9巾切(3.10)7, 2龙2龙(4) 偏心链轮机构主、从动轴的中心距。考虑其结构，查询

33、文献2得到公式：180°厶価°6 + c tan + emax + 1= 12.56x 0.6+ ctan+8.49 + 10 = 152mm(31)31采用其运动特性，采用推荐值厶二(5 7)/? = 314 440 (mm)最后本设计选用厶=320 (mm)3.2齿轮的设计已知输入功率为l.lkw,齿轮转速为60r/min,齿数比 =1,由偏心链轮驱动，工作寿 命为15年（设每年工作300天），两班制，工作稳定，转向不变。1. 选定齿轮的类型，精度等级，材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选择直齿圆柱齿轮传动。图3.3齿轮传动简图（2）裹包机横封装置传动机构为一般工作机

34、器，速度不高，故选用7级精度（gb 10095-88）o（3）材料选择。查询文献4表10-1选择两齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240hbso（4）选择主从动齿轮齿数= z2 =312. 按齿面的接触强度设计由文献4设计计算公式（10-9a）进行试算，即（1）确定公式内各计算数值1）试选载荷系数«=1.3。2）计算齿轮传递的转矩。(3.13)3）查阅文献4选取齿宽系数0/=0.4。4）查询文献4表查得材料的弹性影响系数ze=s9.smpa2。5）查询文献4图10-21d按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度的极限巧呗=500mpa。6) 查询文献4式10-13计算应力循环的次数。“ =

35、60?v 如=60x100x1x(2x8x300x15) = 4.32x10*(3.14)= 4.32x10*7）查询文献4图10-19取接触疲劳寿命系数khn = 0.90 o 8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%,安全系数s = l,则查询文献4由式（10-12）得 （7n=心當沁=0.9x500 = 450 mpa计算(3.15)(3.16)1）试算齿轮分度圆的直径心，代入/”中较小的值2.32?1.75083x1004=124.82mm(3.17)2）计算圆周速度7rdxtn.3.14x124.82x80 a “ /v0 = = 0.52m/s°60x100060x10

36、00(3.18)计算齿宽bb =/ = 0.4x124.82 = 49.928 mm(3.19)计算齿宽与齿高z比2h模数d、 124.82 r = =4.026 mm(3.20)"z31齿高h = 2.25mt = 2.25x4.026 = 9.0585(3.21)- = 5.51(3.22)5）计算载荷系数根据v = 0.52m/s, 7级精度，查得文献4图108查得动载系数kv = 1.05 ；育齿轮，kha = kfa = ；由文献4表10-2查得使用系数ka=；由表104用插值法查得7级精度，齿轮做悬臂布置时，khp1.207 o由- = 5.51 , k肪= 1.027

37、查文献4图 1013 得 kf, = 1.03 ,故 h荷系数k = ka kv k°k0 =1x1.05x1x1.027 = 1.26735(3.23)6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a）得=124.82xj1,26735 = 123.766 mmktv 1.3(3.24)7）计算模数mm = 1 = 123766 =3 9924mmz 31(3.25)3.按齿根的弯曲强度设计由文献4式（105）得弯曲强度的设计公式为2口 ( y/jmj(3.26)（1）确定公式内的各计算数值1）由文献4图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限=380mpa2）由图101

38、8取弯曲疲劳寿命系数孤=0.853）计算弯曲疲劳的需用应力。取弯曲疲劳安全系数s = 1.4,由式（10-12）得町广 kfnifei = °"5x380 = 23q ?】mpas1.4(3.27)4）计算载荷系数k。人二心負/九心 =lxl05xlxl.03 = 1.0815(3.28)5）查取齿形系数。由表10-5查得£=2.525）查询应力校正系数由表10-5查得*“=1.6257）计算齿轮的孕埠2,52x1.625230.71= 0-01775(329)(2) 设计计算j2xl.0815xl.75083xl()5v0.4x312xo.01775-3.59

39、mm(3.30)对比计算的结果，齿面接触疲劳强度计算的模数加大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模 数，而齿轮模数加的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，且齿面接触疲劳强度所 决定的承载能力，仅与直径有关，可取由弯曲强度算得的模数3.59并就近圆整为标准值m = 4 mm,按接触强度算得的分度圆直径 =123.766 mm,算得齿轮齿数dx 123.766宀"、z, =-l = 30.9415(3.31)m 4取齿轮齿数为31,这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，有满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径% =z2 = 31x4

40、 = 124mm(3.32)d2 =124 mm(2) 计算中心距(3.33)d+z 124 + 124a = = 124 mm2 2(3) 计算齿轮的宽度4横封装置设计4.1弹簧的选择(1)根据工作条件选择材料并确定其许用应力选用碳素弹簧钢丝c级,试选钢丝直径d' = 3mm ,查文献4表16-3暂选巧=1570mpa,由文献4表162查得弹簧的许用剪切应力r = 0.8x0.5xab=628 mpa。(2)根据强度条件计算弹簧钢丝直径 查阅文献5选取旋绕比c=6,则公式(164)得z 4c-l 0.6154x6-1, “k=+=一= 1.254c-4 c 4x6-4根据公式(16-

41、10)得dni.6kf2xc刃1.61.25x340x6628= 3.22 mm(4.1)(4.2)选d = 3.2 mm，查得叭不变,k = 1.253,于是1 q故刃不变，取”18丽,_丸=5.625,计算得6/ > 1.6x(340x1.253x5.625v628=3.12 mm(4.3)上值与原估值相近，取弹簧钢丝标准直径d = 3.2mm 此时d = 18 mm,为标准值，则 $ =d + d = 18 + 3.2 = 21.2 v 22,所得尺寸与题中的限制条件相符，合适。（3）根据刚度条件，计算弹簧圈数 初选弹簧刚度心，由文献4式（169）得,心=(场一 £) /

42、(入一人)=(340 一 180)/(17-7.5) = 16.8 n/mm(4.4)确定切边模量g查文献4表16-2得g = 81500mpa 确定工作圈数斤为gd4sd3kf82000x3.2"8x183x16.8= 10.96(4.5)取n = ll圈。此吋弹簧的刚度为1 r okf = 10.96x = 16.74 n/mm ” 11验算 弹簧初拉力(4.6)丘二斥一心入=180-16.74x7.5 = 54.45n(4.7)初应力啦应按式（168）得1.253x8x54.45x187tx3.23= 95.44 mpa(4.8)按照文献4图16-9,当c = 5.62时，初应

43、力q的推荐值为65150mpa,故此初应力值合适。(4.9) 极限工作应力巧油rlim =0.56x1570 = 879.2 mpa 极限工作载荷兀叽、sdk3.14 x 3.23 x 879.28x18x1.253= 501.4n(4.10)4.2热封头的设计由于包装材料为塑料，制成的塑料袋的材料具有热熔性，因此常使用热压封口、熔焊 封口、脉冲封口或者超声波封口，其封口质量好、速度快而且工艺简单。本课题采用的是 热压封口。热压封口机采用电加热的方法使塑料袋口的两层薄膜受热软化，然后对其施加接触压 力，使处于软化熔融状态的两层薄膜黏合成一体，冷却后即得密封性封口。该机屮的电加 热器一般是将电阻

44、丝镶嵌在用金属材料制成的车昆轮上；加压动作可以由加热器完成，也可 以用专门机构来完成；加热或加压装置的封口工作面上，通常做出花迹來提高封口质量并 使封口美观。图4.1封口刀因为塑料熔融所以在封口的时候要有防黏材料，一般用的防黏材料是聚四氟乙烯，因 为此材料耐高温。这样主要是为了避免工作台与薄膜材料层粘接，使袋口封口美观乂能保 持工作台洁净。为了提高效率，把封口装置和封切装置合在一起。每一个横封，一个切断。 在封切头装置中大量用了螺母来锁定固定，确保准确封切。4.3轴承的设计4.3.1轴承的选择选择滚动轴承的类型，一般从载荷大小、方向和性质入手，在外廓尺寸相同的条件下, 滚子轴承比球轴承承载能力

45、大，适合用于载荷较大或有冲击的场合。当承受纯径向载荷时, 通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受 较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承。根据轴的应用场合可知，轴主要受到径向力。查询常用滚动轴承的性能和特点，选择深沟球轴承。深沟球轴承轴承的性能特点：主要承受径向负荷，当量摩擦系数最高。应用 场合：适用于刚性较大轴，常用于小功率电机、减速机、运输机等。根据要求查参文献3,在这里选用602深沟球轴承。4.3.2轴承的润滑及密封轴承在运动过程中，轴承内外圈及滚动体之间必然产生相对运动，这样运动之间就要 产生摩擦，消耗一部分动力，引起内外圈和滚动体之间

46、发热、磨损。为了减少摩擦阻力， 减缓轴承的磨损速度并控制轴承的温升，提高轴承的使用寿命，在使用轴承的机构设计中 必须考虑轴承的润滑问题，而为了使轴承保持润滑，还必须考虑轴承的密封。本文的横封装置中，由于两根轴的转速较低，且轴承的内径不大，所以选用润滑脂来 进行润滑，润滑脂比用润滑油温升低，且适用于不需要冷却的场合。脂润滑的结构比较简 单，不存在漏油的问题。使用脂润滑进行润滑，润滑的填充量不宜过多，不能把轴承填满。 否则将引起轴承发热并把脂熔化流出，润滑效果舍得其反。另外填充油脂吋不要用手抹(因 为手上有汗，会腐蚀轴承)，应用针筒注入，使滚道和每个滚动体都粘上脂。横封装置中的密封结构，对脂润滑的

47、轴承结构来说，由于脂不会外泄，主要是防止灰 尘屑末等外物的进入。因此对于脂润滑密封结构的设计主要是考虑外物的浸入。4.3轴的设计与计算按弯矩合力校核轴的强度(1)绘岀轴的受力简图计算直齿轮的圆周力和径向力图4. 2轴的受力图lac = 674 mm, lab = 654 mm, lbc = 20 mm参照文献4式(10-14)得圆周力2t 2x175083= 2824n(4.h)径向力轴向力fa=0(2)水平面支撑力286 n坊=斥 tan an = 2824x tan 2(t «1028nft=28e4n(4.154nm20nmitr»=2910n图4. 3轴的水平面受力

48、简图m(a) = -f(ac + rbhab = -2824 x 674 + rhh-654 = 0rbh =2910nm(b) = rairab-frbc = fa - 654 - 2824x20 = 0r心6n水平面弯矩mbh =faab = 86x654 = 56244 n -mm(4.13)(4.14)(4.15)(3)垂直面154nnfr=10£bn图4. 4轴的垂直面受力简图力矩平衡式工 ma（a） = rrvab-frac = rbv-654-1028x674 = 0（46）心=1059 n/?4v =/?ev-7;. =1059-1028 = 31n（47）垂直面弯矩

49、m'bv = rw ab = 31 x654 = 20274 n mm（48）mb# = £. bc = 1028 x 20 = 20560 n mm（49）在b处的突变值m'bv-mbv = 20560 - 20274 = 286 n m（4.20）集屮力偶为巧与=0（4.21）可见弯矩突变值等于集中力偶的大小(其微小的差别是由于计算过程中的舍入误差造 成的)说明垂直面的计算结果是正确的。(4) 计算b处左右两侧的合成弯矩mb = jmbj+mbj = j562442+20274? = 59786 n mm (4.22)m'b = v562442+20560

50、2 = 59884 n mm(4.23)可见b处在右侧的合成弯矩m”较大，合成弯矩见图(5) 计算危险截面的当量弯矩由弯矩图可见b处是危险截面(其上的内力最大)，计算该处的当量弯矩(对一般轴可视其扭矩为脉动循环性质，取扭矩校止系数a=0.6)=二丁5988牢+(0.6x175083)2 =120919 n-mm (4.24)(6) 计算b处的需要轴径心已选定轴的材料为45钢，调质处理，查文献4表151查得!_, = 60mpa(4.25)me口0讣它小于该处实际直径25mm故轴的弯矩组合强度足够。mi«=56244nrimab ct=175083nmnab c图4. 5弯矩图优秀通过

51、答辩本科毕业设计（论文）5使用和维护保养5.1安全操作规程(1) 启动设备前，拿走机器上的杂物，用盘车手轮转动机器23转，确保机器能无障碍、 无干涉摩擦状态下自由转动。(2) 电源开启时，不要打开控制箱的盖门，切勿用手触摸配电箱内部，维护时切断电源。(3) 运转的切刀和齿轮可能导致拉入危险，工作时勿将手伸入。(4) 横封部位是高温热源，加热或运行时切勿靠近，需要维护吋，也须关闭电源，待温 度降至60°c以下后再进行操作，以免烫伤。5.2封口质量的调整(1) 不同封口材料，需要确定不同的温度和封口速度，而温度与速度是相关的。在实际 操作中必须协调试验，反复多次，调节不同温度和相应封口速

52、度，达到满意为止。(2) 初次试验时，需慢慢地将温度逐步提高，应仔细选择合适温度及封口速度。如温度 过高，则使薄膜融化粘在封口刀上。如有以上情况应及时清除剥离否则将影响封口质量。(3) 封口温度选择与封口速度有直接关系，同样材料，温度选择高吋，速度可提高，速 度低时，温度宜低些。薄膜厚度越厚，温度也需越高，反之也一样。5.3常见故障及排除方法(1) 包装袋无法切断 切刀弹簧力不足：重新调整压力；切刀温度不足：略升横封温度；切刀磨损：调 整或更换。(2) 横封刀啮合时出现重音 上、下切刀啮合时，产生碰撞：减少下刀片；上、下刀座牙槽没对位：参照调整说 明书。(3) 容易切到被包装物体横切刀高度设定

53、不正确：重新调整高度；空袋子内残留空气过多：调整平压毛刷， 排除空气；包装速度太快：降低包装速度；包装袋太宽松：适当收紧制袋器。(4) 横封漏气或烂膜温度偏低或偏高：调整温度适合为宜；刀座不清洁：用铜丝刷清理脏物：上下刀 错位；包装纸膜纸质差：更换纸膜。5.4维护清洁与保养(1) 机器外观清洁:清洁吋用干净捻湿的抹布擦拭机器工作台面及外表面。清洗擦拭机器 前，须先关闭电源，以确保人机的安全。用压缩空气清除横封处的产品碎屑。(2) 每月的检查和保养：对枕式包装机传动系统中互相啮合的齿轮和链轮链条给润滑油，润滑方式以淡涂抹 为原则，对于机器上的同步带和输送平皮带，绝对禁止给润滑油。 对端封轴承给润滑脂。 检查传动部件的链条和皮带张紧情况，必要时将其调紧。 检查各部件的螺钉或螺母松动情况，必要时将其压紧。 检查电刷积碳情况，必要时擦拭